Jornada: Manejo de la Fertilización de Cultivos en Suelos Salinos La Salinidad en Suelos agrícolas irrigados y como manejarla Dr. Ing. Agr. Daniel Prieto La Banda, 12 de Junio 2014
Contenido 1. Definiciones 2. Medición 3. Efectos 4. Causas 5. Respuesta de los cultivos 6. Manejo de suelos salinos 7. Recuperación de suelos salinos 8. El caso del PRD
1. DEFINICIONES Salinización de suelos: Concentración de sales solubles en la solución del suelo que afecta el crecimiento y rendimiento de los cultivos. Sodicidad aumento de la proporción de sodio en el complejo de intercambio de un suelo por encima de un valor límite. Toxicidad: Acumulación de un ion absorbido en el tejido vegetal hasta un nivel que daña las plantas.
SUELOS SALINOS CE ex > 4 ds/m SUELOS SODICOS PSI > 15% SUELOS SALINOS - SODICOS CE ex > 4 ds/m PSI > 15%
Extensión del problema Argentina es el tercer país en extensión con suelos con estos problemas tanto en zonas de secano como de regadío 30 % de la superficie mundial bajo riego tendría algún problema de salinidad y 20 a 25 % de la superficie nacional de riego.
2.- COMO SE MIDE (Unidades) La salinidad se miden en términos de: Total de Sales Disueltas (TSD) gr/l, mg/l, ppm Concentración: mg/ l meq/l o mmolc/l Conductividad eléctrica (CE) a 25 C / Conductividad Aparente del suelo: STD ppm = mg/l Conversiones STD (mg/l) = CE (ds/m) x 640 CE < 5,0 ds/m ds/m STD (mg/l) = CE (ds/m) x 800 EC (ds/m) = STD (g/l) x 1,563 EC (ds/m) = STD (g/l) x 1,25 Σ (cationes o aniones) meq/l = CE (ds/m) x 10 Σ(cationes o aniones) meq/l = CE (ds/m) x 12 CE > 5,0 ds/m STD <= 3,2 g/l STD > 3,2 g/l 0,1 < CE <5,0 ds/m CE > 10 ds/m
Observación visual de los cultivos La concentración de sales en solución de suelo La conductividad eléctrica del extracto de saturación Medición de la resistividad eléctrica in situ (ER) Mediciones no invasivas con inducción electromagnetica (EM) TDR 2.- COMO SE MIDE (Métodos)
Indicadores de sodificación Complejo de Intercambio Solución del suelo + Na = + Ca + + Mg K G Na Ca + Mg Ecuación de Gapón + [ ] = fracción equivalente adsorbida de Na,Ca,Mg Na, Ca, Mg en solución de suelo (mmol/l) RAS = Na Ca + Mg x Relación de Absorción de Sodio Ajustada Suarez, 1981 PSI = 100 (- 0,0126 + 0,01475RAS) 1 + (-0,0126+ 0,01475 RAS)
Muestreo de Suelos Salinos Realizar muestras individuales nunca muestras compuestas. Muestrear las situaciones que aparecen al ojo como máximas, medias y mínimas. Muestrear por lo menos 3 profundidades (0-30, 30-60 y 60-90 cm).
Electrodos Veris Veris Technology (www veristech.com)
EM 38 Geonics Limited (www.geonics.com
Acequia Lote 8 Alambrado Acequia Lote 8 Alambrado Acequia Lote 8 Alambrado La CEa V y H antes del riego EL Laboratorio N 450 400 Campo San Isidro EV "antes del riego" Límite Este N 450 400 Campo San Isidro EH "antes del riego" Límite Este N Campo San Isidro CEe medido promedio 100 centímetros 450 400 Límite Este 350 300 250 200 150 100 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 350 300 250 200 150 100 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 350 300 250 200 150 100 5.6 5.1 4.6 4.1 3.6 3.1 2.6 2.1 1.6 1.1 0.6 50 50 50 0 0 50 100 Ruta 9 0 0 50 100 Ruta 9 0 0 50 100 Ruta 9
3. EFECTOS
Efecto de la salinidad La salinidad causa un efecto osmótico, relacionado a la absorción de agua por las plantas. Ψt = Ψm+ Ψπ + Ψg + Ψp π = 36 * CE (ds/m) Ejemplo Contenido de humedad: 25% Suelo normal: Ψt=Ψm= -33 kpa Suelo salino: CE = 8 ds/m Ψm = -33 kpa; Ψπ = - 300 kpa Ψ t = -333 kpa
Efectos de la Sodificación Na en las posiciones intercambiables por encima del 15% Efecto sobre las propiedades físicas Reducción de la infiltración por dispersión de coloides Doble capa difusa Arreglo casita de cartas Concentración de la solución de equilibrio Valencia de los contra-iones Cargas + de los bordes Dependientes de ph (se neutralizan a ph > 7.0
4.LAS CAUSAS Salinización desde capas freáticas salinas próximas a la superficie (salinización secundaria ) Salinidad del Agua de Riego
Salinización secundaria Origen de las sales en la capa freática. Causas de ascenso del nivel freático Areas de riego Areas sin riego Ascenso capilar
Profundidad (m) Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Ene Feb Mar Apr May Jun Jul SALINIZACIÓN SECUNDARIA Profundidad Origen Freática de las sales en la capa (mm/d) freática. (cm) 0 Suelo 0,5 100 Agua de riego Franco 1,3 1 Franco limoso 2,0 Causas 1,5 de ascenso del nivel freático Arcillo limoso 0,2 2 Excesivas aplicaciones de riego en fincas 150 2,5 Franco 1,0 Percolación desde red de canales 3 Franco limoso 1,7 Ascenso capilar 3,5 Textura del Suelo Aporte medio Arcillo limoso 0,1 4 200 Franco 0,7 4,5 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 Franco limoso 1,3 y = -0,0187x + 2,9695
Calidadades de Agua medidas Riego Drenaje EC (ds/m) 0,75 9,4 Ca (meq/l) 3,2 12,7 Mg (meq/l) 0,8 6,0 Na (meq/l) 4,0 82,5 HCO 3 (meq/l) 4,9 2,87 Cl (meq/l) 1,8 37,2 SO 4 (meq/l) 1,3 62,4 RAS Na 3,7 31,1
SALINIZACION POR AGUA Peligrosidad Salina SALINA Clase de Agua CE (ds/m) Concentración mg/l Tipo de Agua No salina < 0,7 < 500 Potable, riego Poco salina 0,7 2,0 500-1500 Riego Moderadamente Salina 2-10 1500-7000 1er Drenaje, Agua Subterránea Salinidad alta 10-25 7000 15.000 2 Drenaje, Agua Subterránea Altamente salina 25 45 15.000 35.000 Agua Subterránea
Parámetro a evaluar Símbolo Unidad Rango encontrado
Las clasificaciones propuestas Richard (1954) Se basa en salinidad (CEe) y sodiciidad (RAS) Clasifica 16 clases de aguas 4 clases CEe 4 clases por salinidad 4 clases por peligro de sodificación Interpreta las clases y aconseja su uso haciendo mención a prácticas de manejo particulares para cada una
Las propuestas Ayers y Westcot, 1985 FAO, 29 rev 1 No es una clasificación sino una guía de interpretación Se basa en 2 parámetros Salinidad (CEe) Sodicidad (RAS) En la publicación enfatiza diferentes prácticas de manejo para el uso de las aguas Considera alguna al tratar toxicidades específicas
Sodium Adsorption Ratio (SAR) 35 30 ph 6.5 ph 8.0 ph 9.0 25 20 Greater than 25 % reduction ph 6.5 ph 8.0 ph 9.0 15 10 Little or no reduction 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Salinity of applied water (EC w ) in ds/m Ayers & Westcot (1985) Suarez, 2011
Respuesta de los cultivos Y = 100 b (ECe a) b = Perdida de rendimiento por unidad de incremento de salinidad a = Umbral de salinidad De acuerdo al rendimiento aspirado se selecciona cual debe ser la Cee y se calcula los requerimientos de lavado.
Porcentaje obtenible de rindes máximos potenciales Los cultivos responden en forma diferente en función de su capacidad para regular su potencial agua interno. Y = 100 b(ce a) Porcentaje obtenible de rendimientos máximos potenciales 100% 90% 75% 50% 0% Cultivo CEe CEa CEe CEa CEe CEa CEe CEa CEe CEa a b Algodón 7.7 5.1 9.6 6.4 13 8.4 17 12 27 18 7.7 5.2 Soja 5 3.3 5.5 3.7 6.3 4.2 7.5 5 10 6.7 5 20 Poroto 1 0.7 1.5 1 2.3 1.5 3.6 2.4 6.3 4.2 1 19 Cebada 6 4 7.4 4.9 9.5 6.4 13 8.7 20 13 6 7.1 Alfalfa 2 1.3 3.4 2.2 5.4 3.6 8.8 5.9 16 10 2 7.3 Citrus 1.7 1.1 2.3 1.6 3.3 2.2 4.8 3.2 8 5.3 1.7 16
Tolerancia a la emergencia Cultivo 50% emergencia (ds/m)
TECNOLOGÍAS DE RIEGO Y SALINIDAD Riego por surcos
Manejo y recuperación de suelos salinos. LAS GRANDES VERDADES Las sales se mueven en los suelos con el agua. La salinización de un suelo dependerá de la dirección neta del flujo de agua a lo largo del tiempo. Si predomina el ascendente habrá salinizacion Con el tiempo dominan las sales mas solubles
Manejo de Suelos Salinos o con riesgo de salinización Realizar un buen diagnóstico del problema Caracterización y Muestreo de suelo Muestreo de profundidad del agua freática Formular un plan de manejo tendiente a la recuperación o mantenimiento de una situación favorable. Consultar un profesional.
Algunas preguntas iniciales Cual es el problema: Salinización? Sodificación? Ambos? Salinización Cual es su causa? El agua de riego? La capa freática? Sodificación Se requiere la aplicación de enmiendas? Que enmienda? Enmienda cálcicas o solubilizadores de Ca natural? Estan estas económicamente disponibles?
Algunas preguntas iniciales Es posible deprimir la freática con una mejora de la eficiencia de aplicación del riego? Se requiere drenaje? Cuales son las características físicas del suelo? Textura Conductividad hidráulica Es posible el drenaje técnica y económicamente? Se dispone de agua de riego para lavar el suelo? Que cultivos pueden realizarse durante la recuperación?
Manejo de suelos salinos en áreas de riego Objetivo contrarrestar el efecto de las sales Cultivar especies tolerantes Mantener los niveles de humedad altos Regar con la mayor frecuencia posible Lavar las sales del perfil del suelo. Aplicar agua de riego
Prácticas de manejo de cultivo para afrontar el problema de la salinidad
Uso de aguas salinas La tecnología recomendada para la utilización de aguas salinas es el cálculo y la aplicación de un volumen extra de agua para el lavado de las sales. Requerimiento de lavado (RL):Cantidad de agua mínima requerida para garantizar con un agua de calidad dada el rendimiento deseado de determinado cultivo Fracción de lavado (FL): Cantidad de agua que percola por debajo de la zona radical en relación al total de agua aplicada
Métodos de Cálculo de FL y RL FL = Agua drenada (A d ) Agua aplicada (A a ) = EC a 2EC e CLIMA CLASE DE AGUA RL (mm) = (P ETc) EC a 2EC e - EC a RL = EC a 2EC e - EC a CULTIVO RL = EC a 5EC e - EC a
Fracción de lavado FL R I * CEa CEr CEa 2CEe Factor de Concentración n 1 LF 2CEe Ca (10)
8. RECUPERACION DE SUELOS SALINOS Problema con Historia Manual 60 (1954), Nijhenson (1973); van Alphen et al. en Perú (1979); Hulbols et al en Iraq (1959), etc Basado en principios simples Las sales se mueven con el agua La salinización secundaria de los suelos indica un flujo neto de agua ascendente Las sales mas solubles dominan
Técnicas de lavado Inundación del suelo por períodos largos. La recuperación se realiza en condiciones saturadas. Existe mas by pass de agua hacia los drenes Aplicaciones intermitente (2 a 4 semanas) Mejora el contacto con la solución del suelo de cada aplicación individual. Las sales internas de los agregados migran por capilaridad a los poros (importante en suelos pesados) Requiere menos agua para remover = cantidad de sales que el continuo. Requiere mas tiempo que el continuo.
Opciones para el lavado del suelo Etapa de Recuperación Realizar los lavados en los períodos sin cultivo. Realizar los lavados durante con el riego de los cultivos Combinar ambas opciones Etapa de mantenimiento Agregar una cantidad adicional de agua a las necesarias por el cultivo (Fracción de lavado) Fracción de lavado depende de la calidad del agua de riego, y de la tolerancia del cultivo. Para el caso del PRD es del 10%, cantidad totalmente cubierta por la ineficiencia de riego normales.
PRACTICAS EN SITUACIONES DE SALINIZACION SECUNDARIA Causa de alta capa freática Riego ineficiente Alta Recarga Deficiente Drenaje Mejore el Riego Mejore el Drenaje HAGA PREDOMINAR EL FLUJO DE AGUA DESCENDENTE EN EL PERFIL DE SUELO
Profundidad (cm) INTA-SANTIAGO DEL ESTERO AREA PILOTO SAN ISIDRO Desalinización Lote 6-Parcela A1-1996 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 CEe ds/m 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Inicial 150mm 300mm 450 mm 600 mm
El Proyecto del Río Dulce (PRD) Area de riego mas importante de la provincia de Santiago del Estero. Concebido como un Proyecto de Desarrollo ligado al riego que como tantos otros no ha alcanzado totalmente sus objetivos. Sinónimo de Salinización y Sodificación desde sus inicios
La salinización como idea fuerza Motor de los esfuerzos profesionales antes y durante la implementación del PRD Fue y es el fundamento de nuevas obras Se la esgrime todavía como justificativo de: Bajos rendimientos Abandono de tierras Movilidad de grandes productores hacia tierras periferias del área del Proyecto.
Desmitificar la salinidad en el área Existen SALINIZACION pero no es la causa, sino una de las consecuencias, de la baja inversión en los sistemas productivos del área Los suelos actualmente bajo riego no presentan problemas serios de sales, pero hay una fuerte acumulación de sales en las extensas superficies sin riego presentes en el área.
APORTES DE SALES Contenido de Sales: 0,414 kg/m 3 Incorporación de sales: 6 ton/ha x año
N Fincas Sup Bruta (has) Sup. con riego (has) Sup. Con riego % Area Media Finca (has) 0-5 2745 7.314 4518 61,8 1,6 5-10 2172 14.466 9154 63,3 4,2 10-25 2548 39.583 23.613 59,7 9,3 25-50 804 26.513 15.387 58,0 19,1 50-100 354 23.844 11038 46,3 31,2 100-500 334 63.732 18491 29,0 55,4 500-1000 43 28.546 2853 10,0 66,3 1000 35 81.656 4496 5,5 128,5 Tot/Med 9035 285.655 89.549 31,3 9,9
Escena Landsat TM Julio/98 Area regada (rojo) 20% INTA-EEASE, AREA RECURSOS NATURALES 49 17/06/2014
CON RIEGO SIN RIEGO CE CE ph PSI ph PSI (ds/m) (ds/m) 8.0 1.3 6.2 7.7 14.0 19.0 8.2 1.2 6.4 7.9 17.0 23.4 8.3 1.1 7.7 8.0 19.4 26.5 17/06/2014 INTA-EEASE, AREA RECURSOS NATURALES 50
Evolución mensual de la salinidad con y sin riego
La Visión de los Usuarios 34% Sin problema 66% Con problema 45% Sin Riego 55 % Con riego 94% Altos 6% en Bajos 10% 0% 5% 35% 0% 3% 47% CRA CRB CRA/B SRA SRA/B SRB S/CRA
Conclusiones El nivel de salinidad es bajo en las áreas regadas y las sales se acumulan en las no regadas. Eso es corroborado por los usuarios que manifiestan tener problemas muy localizados de salinidad. Aún en el escenario de máxima el área cultivada no superaría el 31% de la superficie dominada por la infraestructura De mantenerse el actual escenario, el área evolucionará hacia un patrón micro-oasis - desierto
CONCLUSIONES I. La distribución de los depósitos de sales (areas sin riego), efecto de los derechos de riego. Decisiones políticas iniciales Reconocimiento de derechos anteriores al PRD Area máxima de los nuevos derechos permanentes de riego: 50 has Agua para 120.000 has.
MUCHAS GRACIAS Dr. Ing. Agr. Daniel Prieto prietogarra.daniel@inta.gob.ar
RECOMENDACIONES Monitorear el agua de riego como mínimo un año completo. Monitorear el nivel freático como mínimo un año completo. Si el nivel freático fuera igual o menor a 2 metros hacer muestre de suelo.
Salinización en áreas de riego 30 % de la superficie mundial bajo riego tendría algún problema de salinidad 20 a 25 % de la superficie nacional de riego tendría algún problema de salinidad. La mayor causa de esta salinización es la elevación de la capa freática por excesos de aplicación de riego (baja eficiencia) y/o deficiente drenaje. Las tecnologías recomendadas para controlar este tipo de salinización incluyen: La mejora de la eficiencia de uso del agua de riego La mejora del drenaje de los suelos. No se conoce una cuantificación específica de salinización de suelos por el uso de aguas de alto contenido salino
Uso de aguas salinas La tecnología recomendada para la utilización de aguas salinas es el cálculo y la aplicación de un volumen extra de agua para el lavado de las sales. Fracción de lavado (FL): Cantidad de agua que percola por debajo de la zona radical en relación al total de agua aplicada Requerimiento de lavado (RL):Fracción de Lavado mínima requerida para garantizar con un agua de calidad dada el rendimiento deseado de determinado cultivo
Métodos de Cálculo de FL y RL FL = Agua drenada (A d ) Agua aplicada (A a ) = EC a 2EC e CLIMA CLASE DE AGUA RL (mm) = (P ETc) EC a 2EC e - EC a RL = EC a 2EC e - EC a CULTIVO RL = EC a 5EC e - EC a
Indicadores de sodificación Complejo de Intercambio Solución del suelo + Na = + Ca + + Mg K G Na Ca + Mg Ecuación de Gapón + [ ] = fracción equivalente adsorbida de Na,Ca,Mg Na, Ca, Mg en solución de suelo (mmol/l) PSI = RAS = Na Ca + Mg 100 (- 0,0126 + 0,01475RAS) 1 + (-0,0126+ 0,01475 RAS) x Relación de Absorción de Sodio Relación de Absorción de Sodio Ajustada Suarez, 1981
Arcilla 5 a 18% Arcilla 35 a 45% Relación entre RAS e infiltración; tiempo promediado entre muestreos (Suarez et al., 2008)
Interacción RAS - Lluvia ph = 7 Agua de Riego ph = 8,2 Agua de Riego ph = 7 Agua de Riego + Lluvia ph = 8,2 Agua de Riego + Lluvia Suarez, 2010
Consideraciones Iniciales La evaluación un agua de riego tiene en cuenta particularmente sus cualidades (químicas) para el uso específico que quiere dársele. La aptitud de un agua para riego depende también de: el suelo, el cultivo el clima del manejo tecnológico del riego, el suelo y el cultivo La tendencia actual es no presentar un marco estricto de clasificación sino lineamientos para evaluar las aguas en función de usos y situaciones específicas.